用于從物品除去污染物的清洗方法及設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于從物品除去污染物的清洗方法及設備。具體而言，提供了一種用于清洗物品來從物品的表面除去污染物如油和脂肪、外來物質等的方法。該清洗方法包括以下步驟：冷卻清洗溶液來獲得過冷清洗溶液；加熱物品以將其表面溫度升高至不低于清洗溶液的沸點的溫度；以及將過冷清洗溶液噴灑至加熱的物品的同時，同時地清洗和干燥物品。還提供了用于執(zhí)行該清洗方法的清洗設備。使用這些清洗方法和設備，變得可能的是縮小清洗設備的規(guī)模，且由于減少了能量消耗量而在節(jié)能狀態(tài)下操作清洗設備，以及以加快的速度操作清洗過程。
【專利說明】用于從物品除去污染物的清洗方法及設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于清洗物品以除去附接或粘附到物品上的污染物的方法。換言之，本發(fā)明涉及一種用于通過清洗從物品上除去多種污染物的方法，污染物尤其是粘附到物品如沖壓模制產品上的油和脂肪，通常在模制和切割工藝中使用的油和流體；以及外來物質，通常是切割碎片。本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行本發(fā)明的清洗方法的尺寸縮小且節(jié)能的清洗設備。
【背景技術】
[0002]在電子零件和機械零件的生產中，清洗大體上應用于作為待清洗的物品的零件上，以便除去粘附到零件上的污染物，以便在隨后的制造步驟中確保零件的良好品質，以及最終產品的良好品質。例如，用于清洗零件的常規(guī)方法包括將零件浸入能夠溶解油和脂肪的溶劑如氯化溶劑和碳氫化合物溶劑中，或將零件浸入包括強堿或堿、表面活性劑等的含水清洗溶液中，或將此類含水清洗溶液噴灑到零件上。
[0003]一般而言，清洗系統(tǒng)歸類為兩組，即，干式清洗系統(tǒng)和濕式清洗系統(tǒng)。例如，使用清洗溶液的清洗系統(tǒng)歸類在"濕式清洗"類別下。然而，由于其包括用清洗溶液除去污染物的零件的清洗步驟、用以從零件除去使用的清洗溶液的沖洗步驟、使用的沖洗溶液的除去步驟，以及干燥步驟，故濕式清洗系統(tǒng)必須以相比于干式清洗系統(tǒng)增加的步驟數目來執(zhí)行，且因此不是合理的清洗方法。此外，由于在濕式清洗系統(tǒng)中需要大量能量，故出現的另一個問題在于減少排放的二氧化碳(CO2)氣體的量，換言之，節(jié)能問題。
[0004]此外，除上文所述的干式清洗系統(tǒng)和濕式清洗系統(tǒng)外，清洗系統(tǒng)可根據其清洗機制來歸類。在此情況下，清洗系統(tǒng)歸類在以下兩組下，即，依靠化學作用清洗和依靠物理作用清洗。對于零件的清洗，清洗通?；诨瘜W作用和物理作用的組合來執(zhí)行，以便提高清洗的效率。即，為了提高清洗的效率的目的，零件浸入清洗溶液中，以便在溶液中以化學方式溶解油和脂肪，接著是對清洗的零件應用物理動作，如超聲波處理。
[0005]舉例來說，下文將闡述熱交換器產品的清洗。
[0006]例如，當熱交換器由鋁制零件制成時，零件利用沖壓模制由鋁材料制成，且然后沖壓模制的零件被組裝來形成具有所期望形狀的物品，接著是使零件經歷連結步驟，如燒結，以便獲得熱交換器產品。在熱交換器產品的這種生產中，必須清洗沖壓模制的零件，以便從零件的表面除去隨沖壓模制使用且粘附到零件上的制造油的剩余部分和切割碎片(外來物質)，以及細顆粒或小顆粒和/或出現在零件的切割表面上的毛刺。例如，如日本專利第3030313號和第3030314號中所述，作為待清洗的物品的沖壓模制零件的清洗通過將零件浸泡在清洗溶液中同時在連續(xù)超聲波清洗設備中連續(xù)地施加超聲波輻射來執(zhí)行，以便從零件上剝離和除去粘附的污染物。然而，這些日本專利文獻中描述的清洗方法存在缺陷，如提高了能量消耗水平、大尺寸的清洗設備，以及增加了成本。
[0007]另一方面，存在基于緊湊式剝離/清洗技術的另一種清洗方法，根據該方法，過冷清洗溶液對著零件噴灑。根據此類清洗方法，粘附的污染物可通過將具有不高于其凝固點的溫度的過冷清洗溶液在大氣壓力下從噴灑噴嘴噴灑到零件上來剝離和除去，以便從零件上剝離和除去粘附的污染物。例如，如日本專利第3323304號中所述，當其與作為待清洗的物品的零件相接觸時，處于過冷清洗溶液的狀態(tài)下的清洗溶液可從過冷狀態(tài)變至對應的凝固狀態(tài)或凍結狀態(tài)。在清洗溶液凍結時，引起清洗溶液從液體至固體的相移，并且溶液體積膨脹。結果，膨脹且凍結的清洗溶液可以擦除零件的表面使得從零件的表面除去污染物。
[0008]此外，例如，如日本未審專利公布(Kokai)第2008 - 264926號中所述，存在另一種清洗方法，其包括將處于過冷狀態(tài)的包含凍結的水顆粒和液滴的清洗介質從噴冰噴嘴噴灑到零件上。該清洗方法對于從零件的表面除去小毛刺是有效的。
[0009]然而，當處于過冷狀態(tài)的包含凍結的水顆粒和液滴兩者的過冷清洗溶液或介質對著熱交換器產品的零件噴灑以便在清洗過程期間清洗零件時，出現的問題在于，在清洗過程之后，在凍結的清洗溶液的融化時形成的液滴可保持在清洗的零件上。此外，多個噴灑噴嘴必須以多級方式設置，從而導致能量消耗增加、大尺寸清洗設備，以及提高了成本。這是由于在熱交換器產品的零件的生產中使用的沖壓模制機器可呈現出大為提高的生產能力，且因此，當沖壓模制機器直接地與隨后的清洗設備組合設置時，在確保高清洗質量和高清洗速度的情況下，清洗設備必須以大約2m/min至10m/min的給送速度與沖壓模制機器同時地操作，該速度為從沖壓模制機器排出的縱向零件的速度。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明在于解決上文提到的現有技術的問題。即，本發(fā)明的目的在于提供一種用于在清洗設備的清洗區(qū)域中清洗物品以除去附接到物品表面上的污染物如油和脂肪、外來物質等的方法和設備，該方法和設備使得能夠在清洗期間減少能量消耗量，且以大為提高的速度進行清洗步驟和隨后的干燥步驟，從而確保尺寸縮小、降低成本和方法和設備的連續(xù)操作。
[0011]本申請的發(fā)明人現在發(fā)現，如果包括使用對任何污染物都具有疏油性的特定清洗溶液的特定清洗系統(tǒng)應用于待清洗的物品，則可有效地解決以上問題。即，在清洗溶液改變?yōu)閷倪^冷清洗溶液之后，清洗溶液在具有特定構型的清洗系統(tǒng)中使用。根據本發(fā)明，可在單個清洗設備中同時地執(zhí)行從物品除去污染物、除去噴灑的清洗溶液和干燥清洗的物
品O
[0012]根據其一個方面，本發(fā)明在于一種用于清洗物品以除去物品的表面上的污染物的方法，其包括以下步驟:
冷卻清洗溶液以獲得過冷清洗溶液；
加熱物品以將其表面溫度升高至不低于清洗溶液的沸點的溫度；
同時地清洗和干燥物品，同時將過冷清洗溶液噴灑到加熱的物品上。例如，污染物為油和脂肪、外來物質、顆粒、毛刺和它們的組合。
[0013]根據其另一個方面，本發(fā)明在于一種清洗物品以除去物品的表面上的污染物的設備，其按順序包括:
加熱區(qū)域，其包括設置在清洗區(qū)域的上游側中的加熱器件，其中加熱物品的表面溫度升高到不低于使用的清洗溶液的沸點的溫度；以及
用于清洗加熱的物品的清洗區(qū)域，其包括用于對著加熱的物品噴灑過冷溶液的噴灑設備，該噴灑設備包括用于容納過冷溶液的溶液供應槽和與溶液供應槽連接的噴灑噴嘴；其中通過在清洗區(qū)域中對著加熱物品噴灑過冷清洗溶液來同時地執(zhí)行加熱物品的清洗和干燥。
[0014]如從以下描述中認識到的那樣，根據本發(fā)明，當通過在清洗設備中清洗物品來除去粘附到物品如構成零件的表面上的油和脂肪、外來物質和其它雜質時，變得可能的是縮小清洗設備的規(guī)模且還在節(jié)能狀態(tài)下操作清洗設備，因為本發(fā)明對于減少能量消耗量和以加快的速度進行清洗過程是有效的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1示出根據本發(fā)明的清洗設備的一個優(yōu)選實施例；
圖2示出根據本發(fā)明的清洗設備的另一個優(yōu)選實施例；
圖3示出根據本發(fā)明的清洗設備的加熱區(qū)域周圍的構型；
圖4示出根據本發(fā)明的清洗設備的加熱區(qū)域周圍的另一個構型；以及 圖5為示出清洗效率與傳送機裝置的傳送速度的依賴性的測試結果的圖表。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明可以以不同的實施例來有利地執(zhí)行。下文將描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但應當注意的是，本發(fā)明不限于以下實施例，且本發(fā)明的實施例可在本發(fā)明的范圍和精神內改變和改進。
[0017]在本發(fā)明的實施中，以下連續(xù)步驟在清洗設備中按順序執(zhí)行。
[0018](I)通過冷卻清洗溶 液來制備過冷清洗溶液，直到產生對應的過冷溶液；
(2)加熱物品，即待清洗的物品或零件，以將其表面溫度升高至不低于清洗溶液的沸點的溫度；以及
(3)通過對著加熱的物品來噴灑過冷清洗溶液來在清洗設備中同時地清洗和干燥加熱的物品。
[0019]本文使用的清洗溶液為具有疏油性質的非活性流體或溶液。例如，適合的清洗溶液包括含有水和防銹劑的水溶液，以及氟化溶劑(簡稱為”含氟溶劑?，如氫氟烷(HFC)、氫氟醚(HFE)、全氟醚(PFE)、全氟化碳(PFC)和全氟胺。例如，適合的防銹劑包括含氮化合物，通常為乙醇胺和單乙醇胺。大體上，防銹劑以基于水溶液的總重量的大約0.1%重量至30%重量的量使用。
[0020]此外，如果不存在對本發(fā)明的實施的不利影響，則任何常規(guī)清洗溶液如含水酒精和烴類液體都可用作清洗溶液。此外，如果期望的話，清洗溶液還可包括任何可選的添加齊?，如無機化合物，通常是氫氧化鈉和硅酸鈉。此外，盡管其大體上是單獨使用的，但清洗溶液可以以兩種或多種溶液的組合使用。
[0021]清洗溶液在其改變成對應的過冷狀態(tài)之后用于本發(fā)明。清洗溶液的過冷可根據本領域中公知的常規(guī)方法來執(zhí)行。優(yōu)選的是，過冷清洗溶液使用噴灑噴嘴或其它噴灑器件對著在其表面上具有雜質的物品以噴灑微滴形式施加。此外，優(yōu)選的是，處于過冷狀態(tài)的微滴在它們與單獨的空氣流混合來形成具有兩相的氣體-液體介質之后對著物品噴灑。
[0022]此外，當清洗溶液施加到待清洗的物品上時，優(yōu)選的是將物品的表面預先加熱至不低于清洗溶液的沸點的表面溫度。物品的這種預熱對于通過相對較輕的油和脂肪成分的蒸發(fā)和揮發(fā)來從物品的表面預先除去所述成分是有效的。
[0023]當上文所述的氣體-液體清洗溶液對著具有不低于清洗溶液的沸點溫度的表面溫度的加熱的物品噴灑時，清洗溶液的噴灑流可有效地除去附接或粘附到物品的表面上的外來物質，如切割碎片。在此情況下，氣體-液體清洗溶液可以以任何常規(guī)方法制備。作為優(yōu)選，可通過以大體上在大約1: 100，000至大約1: 1,000的范圍內的寬變化的混合比(體積比)來混合清洗溶液和空氣來制備氣體-液體清洗溶液。如果清洗溶液和空氣中的一者或兩者脫離以上范圍，則不會獲得令人滿意的效果。
[0024]當過冷氣體-液體清洗溶液對著加熱的物品噴灑時，就出現清洗溶液對物品的表面的沖擊。結果，解除了清洗溶液的過冷狀態(tài)，且因此清洗溶液凝固，即，凍結。當清洗溶液凍結時，引起清洗溶液從液體至固體的相移，并且清洗溶液的體積膨脹，且因此物品的表面經歷膨脹和凍結的清洗溶液的擦除作用。由于物品的表面通過凍結的清洗溶液擦除，故在預熱步驟期間未蒸發(fā)或揮發(fā)的剩余物如剩余的油和脂肪等被除去，且同時凍結的清洗溶液立即變?yōu)閷娜诨芤?，其然后蒸發(fā)或揮發(fā)。即，根據本發(fā)明，由于物品的表面加熱至不低于清洗溶液的沸點溫度的溫度，故在噴灑的氣體-液體兩相清洗溶液中引起清洗溶液的過冷微滴的自發(fā)相移(液體一固體一氣體)，從而使得能夠在高速下進行清洗/干燥過程。
[0025]此外，在本發(fā)明的實施中，優(yōu)選的是用于對著物品噴灑清洗溶液的噴灑噴嘴還包括與噴灑噴嘴組合的空氣供應器件，以制備具有兩相的氣體-液體介質形式的清洗溶液。如上文所述，這是因為清洗溶液的噴灑優(yōu)選通過使用氣體-液體兩相清洗溶液來執(zhí)行?？諝夤骷删哂腥魏芜m合的構造和尺寸，且例如，空氣供應器件可為與空氣源相連的導管。
[0026]此外，作為優(yōu)選，清洗設備的清洗區(qū)域還包括流動控制器件和排放開口。流動控制器件優(yōu)選為設置在物件上使得流動控制器件覆蓋物品的至少一部分。排放開口優(yōu)選為設置在物品下方。由于以上構型，變得可能的是通過流動控制器件的功能來引導大流動的噴灑的清洗溶液至排放開口。流動控制器件可具有任何適合的構造和尺寸，只要其可確保沿所期望的方向即大體上沿排放開口的方向弓I導從噴灑噴嘴噴灑的清洗溶液的流動。如下文參照圖3和圖4所述，流動控制器件的典型實例為流動控制板。為了避免噴灑的清洗水漏出流動控制板，優(yōu)選的是，流動控制板由塑料、金屬或其它材料形成為矩形形狀使得板覆蓋物品的大部分。作為優(yōu)選，如圖3和圖4中所示，流動控制器件可具有倒置的U形截面。
[0027]此外，優(yōu)選的是，清洗設備還包括連續(xù)地支承和輸送多個物品的傳送機裝置。在傳送機裝置存在時，變得可能的是在移動的傳送機裝置上將多個物品從加熱區(qū)域按順序地、連續(xù)地或間斷地引導至清洗區(qū)域。在本發(fā)明的實施中，可自由地使用任何常規(guī)傳送機裝置，如鏈式傳送機和傳送帶。例如，環(huán)帶傳送機裝置可通過使鏈狀或網狀傳送帶在一對旋轉滾輪之間循環(huán)而構成。替代地，如果多個物品彼此連接形成物品的帶，則傳送機裝置可從清洗設備省去，因為產生的盤圈可用作傳送機裝置。
[0028]在清洗區(qū)域中，在對著物品噴灑清洗溶液之后，噴灑的清洗溶液可向下滴落。因此，為了回收噴灑和滴落的清洗溶液，優(yōu)選的是清洗區(qū)域還包括用于接收噴灑的清洗溶液的回收槽?；厥詹蹆?yōu)選為設置在清洗區(qū)域的下部部分，且優(yōu)選為圓柱形槽或矩形槽的形式。如果需要的話，回收的清洗溶液可在其清潔之后再循環(huán)至溶液供應槽。[0029]接下來，將參照圖1和圖2來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0030]圖1示出了用于構成鋁制熱交換器產品的縱向零件的清洗設備。零件可在常規(guī)模制設備如沖壓模制機器中按順序由鋁材料制成。清洗設備I包括用于噴灑過冷清洗溶液的微滴的噴灑設備10。噴灑設備10設有溶液供應槽11和噴灑噴嘴12。對油和脂肪具有疏油性的非活性清洗溶液例如含有水和防銹劑的水溶液或氟化物的溶劑經由導管I Ia供應至溶液供應槽11，以將其儲存在槽11中。另一方面，空氣經由導管12a供應至噴灑噴嘴
12。然后，噴灑噴嘴12中的空氣與從溶液供應槽11供應的清洗溶液相混合。在產生的清洗/干燥區(qū)域(W/D)中，包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質對著待清洗的零件3噴灑。如果需要的話，回收槽5可如圖所示那樣設置在清洗/干燥區(qū)域(W/D)的下部部分中。在回收槽5中回收從零件3除去的噴灑的清洗溶液和任何污染物。
[0031]氣體-液體兩相介質可通過使用任何常規(guī)方法制備。例如，清洗溶液在密封且加壓的狀態(tài)下在溶液供應槽11中冷卻，以獲得過冷清洗溶液。然后，過冷清洗溶液供應至噴灑噴嘴12，以獲得氣體-液體兩相介質。替代地，包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質可通過使用所謂的〃拉瓦爾(Laval)"噴嘴作為噴灑噴嘴12來制備。拉瓦爾噴嘴大體上包括具有圓形截面的喉部部分、定位在喉部部分的上游側上的會聚部分，以及定位在喉部部分的下游側上的擴散部分。
[0032]根據以上方法，在通過利用引入到拉瓦爾噴嘴的壓縮空氣的絕熱膨脹來制備冷卻氣流之后,冷卻氣流與清洗溶液相混合來形成氣體-液體兩相介質,該介質包括過冷清洗溶液的微滴。根據另一個替代方法,包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質可通過將使用渦流管形成的冷卻氣流與清洗溶液相混合來制備。作為優(yōu)選，設有拉瓦爾噴嘴的噴灑設備10在本發(fā)明的實施中使用，因為此類噴灑系統(tǒng)以緊湊的規(guī)模構成，且使得能夠以亞音速水平或音速水平的高速噴灑清洗溶液。例如，具有日本專利第4120991號和日本未審查專利公布(Kokai)第10 - 223587號中描述的結構的拉瓦爾噴嘴可用作噴灑噴嘴12。
[0033]在它們設置在輸送傳送機4上之后，在清洗設備I內向箭頭A的方向引導縱向零件3。輸送傳送機4可為任何常規(guī)板狀器件如塑料板、網狀板和鏈條板，其可在一對輸送滾輪之間不斷地旋轉。使用輸送傳送機4，變得可能的是將零件3從先前區(qū)域(未示出)連續(xù)地引導至噴灑設備10的后續(xù)清洗/干燥區(qū)域(W/D)來用于噴灑過冷清洗溶液的微滴。加熱器件2設置在先前區(qū)域與噴灑設備10之間，以便將零件3的表面加熱至不低于清洗溶液的沸點的溫度。能夠利用輻射熱來加熱零件3的加熱器如紅外線加熱器可適合用作加熱器件2。然而，如果使用的加熱器件對于將零件的待清洗部分加熱至不低于清洗溶液的沸點溫度的表面溫度是有效的，則加熱系統(tǒng)和加熱器件的設置不受限制。
[0034]如果必要，則兩個或多個噴灑噴嘴12可設置在噴灑設備10中。此外，噴灑噴嘴12可沿垂直于零件3的方向設置，或可設置成與零件3的傳送方向A傾斜成角。此外，噴灑噴嘴12可沿水平方向移動?？傊?，噴灑噴嘴12可取決于諸如零件3的細節(jié)的因素來以任何所期望的方式設置和/或掃過。因此，根據本發(fā)明，在它們從先前區(qū)域連續(xù)地排出之后，零件3被引導至加熱器件2以加熱零件3。然后，將加熱的零件3引導至后續(xù)噴灑設備10的清洗/干燥區(qū)域(W/D)來用于噴灑過冷清洗溶液的微滴。在穿過清洗/干燥區(qū)域期間，用包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質從噴灑噴嘴12來噴灑受引導的零件3的待清洗部分。因此，有可能在高速下以產生的良好清洗質量來同時地清洗和干燥零件3。[0035]圖2為圖1中所示的清洗設備I的改型，且示出了用于縱向零件的另一個優(yōu)選的清洗設備。同樣，縱向零件使用模制設備如沖壓模制設備由鋁材料制成。
[0036]清洗設備I包括用于噴灑過冷清洗溶液的微滴的噴灑設備10。噴灑設備10設有溶液供應槽11和噴灑噴嘴12。具有疏油性的非活性清洗溶液例如含有水和防銹劑的水溶液或氟化物的溶劑經由導管Ila供應至溶液供應槽11以將其儲存在槽11中。另一方面，空氣經由導管12a供應至噴灑噴嘴12。溶液供應槽11構造成以便來自于溶液供應槽11的清洗溶液被引入噴灑噴嘴12中，以便構成清洗/干燥區(qū)域(W/D)，其中包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質對著零件3噴灑。如果必要，則回收槽5可設置在清洗設備I中，以回收噴灑的清洗溶液和任何污染物。
[0037]如所示，噴灑噴嘴12相對于零件3的由箭頭A所示的傳送方向成傾斜角設置。此夕卜，如圖4和圖5中所示，能夠覆蓋零件3的流動控制板6設置在零件3的上表面上，以便形成空間，在該空間中，將朝加熱區(qū)域(H)中的排放開口 7引導清洗/干燥區(qū)域(W/D)中從噴灑噴嘴12噴灑的氣體-液體兩相介質。連接到排放設備(未示出)上的排放開口 7具有吸氣和回收加熱區(qū)域(H)中生成的蒸氣的功能，接著是將蒸氣排出清洗/干燥區(qū)域(W/D)。
[0038]使用的清洗溶液在過冷清洗溶液中使用，且為氣體-液體兩相介質的形式。例如，可通過在密封且加壓的狀態(tài)下在溶液供應槽11中冷卻清洗溶液且將產生的過冷清洗溶液供應至噴灑噴嘴12來獲得氣體-液體兩相介質來制備氣體-液體兩相介質。替代地，包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質可通過將拉瓦爾噴嘴用作噴灑噴嘴12來制備。在該實施例中，在通過利用引入拉瓦爾噴嘴的壓縮空氣的絕熱膨脹來制備冷卻氣流之后，冷卻氣流與清洗溶液相混合來形成包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質。根據另一替代方法，包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質可通過將使用渦流管形成的冷卻氣流與清洗溶液相混合來制備。作為優(yōu)選，設有拉瓦爾噴嘴的噴灑設備10在本發(fā)明的實施中使用，因為此類噴灑系統(tǒng)以緊湊的規(guī)模構成，且使得能夠以亞音速水平或音速水平的高速噴灑清洗溶液。具有上文所述的專利文獻中描述的結構的拉瓦爾噴嘴可用作噴灑噴嘴12。
[0039]使用輸送傳送機4，縱向零件3從先前區(qū)域連續(xù)地引導至噴灑設備10的后續(xù)清洗/干燥區(qū)域(W/D)。加熱器件2設置在先前區(qū)域與噴灑設備10之間，以便將零件3的表面加熱至不低于清洗溶液的沸點的溫度。能夠利用輻射熱來加熱零件3的加熱器如紅外線加熱器可適合用作加熱器件2。然而，如果使用的加熱器件對于將零件的待清洗部分加熱至不低于清洗溶液的沸點溫度的表面溫度是有效的，則加熱系統(tǒng)和加熱器件的設置不受限制。如果必要，則兩個或多個噴灑噴嘴12可設置在噴灑設備10中。此外，噴灑噴嘴12可沿垂直于零件3的方向設置，或可與零件3的傳送方向A成傾斜角設置，或可沿水平方向移動。即，噴灑噴嘴12可取決于諸如零件3的細節(jié)的因素來以任何所期望的方式設置和/或掃過。
[0040]在圖2中所示的實施例中，將從先前區(qū)域連續(xù)地排出的零件3按順序引導至加熱器件2，以及定位在加熱區(qū)域(H)之后的噴灑設備10的清洗/干燥區(qū)域(W/D)。在清洗/干燥區(qū)域(W/D)中，用包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質從噴灑噴嘴12來噴灑受引導的零件3的待清洗部分。因此，可以在高速下以產生的良好清洗質量來同時地清洗和干燥零件3。此外，由于流動控制板6設置為流動控制器件，故變得可能的是從噴灑噴嘴12對著零件3的表面同心地噴灑氣體-液體兩相介質。此外，由于氣體-液體兩相介質的流動通路形成為始于噴灑噴嘴12且終止于排放開口 7，故變得可能的是防止除去的污染物再粘附到清潔的零件3上。
[0041]例如，圖2中所示的流動控制板6可如圖3和圖4中所示那樣構成。圖3中所示的流動控制板6具有矩形截面構造，如馬蹄形截面或倒置的U形截面，且因此可覆蓋移動的輸送傳送機4上的零件3的大部分。此外，圖4中所示的流動控制板6具有矩形截面的構造，其中頂板部分為波狀的，以便對著零件3噴灑作為層流的氣體-液體兩相介質。大體上，流動控制板6由包括金屬合金的金屬和包括纖維加強塑料(FRP)的塑料材料制成。
[0042]實例
將參照本發(fā)明實例來進一步描述本發(fā)明。然而，應當注意的是本發(fā)明不限于以下實例。
[0043]實例I
從物品的表面清洗和除去油質雜質
上文參照圖2所述的清洗設備用于從零件的表面除去油質雜質。在該實例中使用的清洗設備為設有〃拉瓦爾〃噴嘴系統(tǒng)的清洗設備，且從日本的Rix C0.Ltd.以商標名〃 MIJ -PlOO 〃商業(yè)地可得到。
[0044]從日本的Yushiro Chemical Industry C0.Ltd.以商標名〃Yushiron Cut AbasKZ216"商業(yè)地可得到的非水溶性油用作油質雜質。油涂布在各個矩形鋁制測試件的上表面的中心部分上的5mm X 150mm(0.05dm2)的涂布表面處。
[0045]清洗設備包括溶液供應槽和拉瓦爾型噴灑噴嘴。單個噴灑噴嘴與測試件的涂布區(qū)域成45度的傾斜角設置。噴灑噴嘴的端部與測試件之間的距離為20mm。此外，流動控制板設置成使得其可定位在移動的測試件的上表面上。IR加熱器設置在先前區(qū)域(未示出)與清洗設備之間，以將測試件的表面加熱至不低于清洗溶液的沸點的溫度。
[0046]為了構成清洗設備中的清洗/干燥區(qū)域(W/D)，非活性清洗溶液經由導管供應至溶液供應槽。去離子水用作清洗溶液，且以20ml/min的流速供應。此外，在0.4MPa的壓力下的壓縮空氣經由導管供應至噴灑噴嘴的去離子水流中。由于將壓縮空氣引入噴灑噴嘴的清洗溶液中，故包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質對著測試件噴灑。由于輸送傳送機用于支承和輸送測試件，故測試件從先前區(qū)域連續(xù)地引導至清洗設備的后續(xù)清洗/干燥區(qū)域(W/D)。
[0047]在移動的測試件的清洗中，測試件可在高速下以良好的清洗質量同時地清洗和干燥。此外，由于流動控制板用于噴灑系統(tǒng)，故氣體-液體兩相介質可對著移動的測試件的表面同心地噴灑。
[0048]在完成清洗溶液的噴灑之后，噴灑的清洗溶液和從測試件除去的油被回收在設置于清洗設備的下部部分中的回收槽中。由于清洗溶液的簡單且有效的流動路線形成在清洗設備中，故隨清洗溶液的受控流動防止了除去的油與清潔的測試件的再粘附。
[0049]實例 2
確定清洗的零件的清洗效率與輸送傳送機的傳送速度的依賴性具有70mm的寬度、150mm的長度和Imm的厚度的矩形測試件由招材料制成。為了使測試件經歷以下評估測試，各個測試件的上表面的中心部分都涂布有污染物質的薄層。污染物質涂布在5mm X 150mm(0.05dm2)的涂布表面處。本文中使用的污染物質為從日本YushiroChemical Industry C0.Ltd.以商標名〃Yushiron Cut Abas KZ216〃商業(yè)地可得到的非水
溶性油。
[0050]接下來，利用紫外線吸收光譜學來確定粘附到各個測試件上的非水溶性油的量，即，粘附的油質成分的量(mg/dm2)。在確定過程的第一步驟中，在日本Tosoh公司以商標名〃HC - UV45 〃商業(yè)地可得到的提取設備上提取油質成分，接著是將苯甲醇用作參考物質來利用紫外線吸收光譜學定量分析提取的液體。從265nm的波長下的紫外線輻射的吸收來確定各個測試件的油質成分的量。
[0051]在確定過程的第二步驟中，粘附到測試件上的非水溶性油使用上文所述的實例I的清洗設備來從測試件除去。
[0052]當將輸送傳送機上的測試件引導穿過清洗設備來進行清洗過程時，對傳送機應用了三個不同的傳送速度1.2m/min、5.7m/min和8.3m/min。此外，當傳送測試件時,在清洗步驟之前未加熱作為比較實例的一些測試件，且因此它們以室溫(25°C )傳送，而作為發(fā)明實例的一些測試件在清洗步驟之前加熱，且因此它們在150°C的溫度下傳送穿過加熱區(qū)域，以用于比較的目的。在清洗過程中，包括過冷清洗溶液的微滴的氣體-液體兩相介質對著移動的測試件噴灑。
[0053]在完成清洗過程之后，測量油質成分的量以評估產生的清洗效率與傳送機的傳送速度的依賴性。獲得了圖5的圖表上繪出的結果。
[0054]在圖5的圖表中，具有黑色圓圈的曲線I代表根據未應用加熱的比較實例的測試件的結果，而具有白色圓圈的曲線II代表根據使用IR加熱器應用加熱的發(fā)明實例的測試件的結果。
[0055]如從圖表認識到的那樣，當傳送機的傳送速度為1.2m/min時，比較實例和發(fā)明實例在完成清洗過程之后可滿足不大于lmg/dm2的所期望的清潔度，同時在比較實例和發(fā)明實例兩者中，未清洗的測試件具有粘附到測試件上的50mg/dm2至80mg/dm2的油質成分。
[0056]然而，對于測試件在沒有預熱步驟的情況下清洗的比較實例，在完成清洗過程之后，過冷清洗溶液的微滴可凝固，且然后凝固的微滴可融化且粘附到測試件上。在傳送速度提高的情況下，可增加測試件上的融化微滴的量，且因此顯著地降低了清洗過程的清潔效率。
[0057]與此相反，對于在完成預熱步驟之后清洗測試件的發(fā)明實例中，未觀察到比較實例中的以上缺陷，如過冷清洗溶液的微滴在測試件上凝固和融化。觀察到過冷清洗溶液的微滴可在其凝固和融化之后蒸發(fā)。此外，還觀察到即使傳送速度增大到8.3m/min,也可保持令人滿意的清潔效果。
[0058]工業(yè)適用性
如從以上描述認識到的那樣，本發(fā)明可有效地在物品(如，利用沖壓模制和其它生產方法制造的那些)的清洗中使用來除去附接到物品上的雜質，如油和脂肪、外來物質等。此夕卜，根據本發(fā)明的清洗設備具有節(jié)能且尺寸縮小的構型。因此，當從多種零件如機動車輛零件、電子零件和機械零件的表面上除去粘附到零件上的任何污染物時，可有利地使用本發(fā)明。
【權利要求】
1.一種用于清洗物品來除去所述物品的表面上的污染物的方法，所述方法包括以下步驟: 冷卻清洗溶液來獲得過冷清洗溶液； 加熱物品以將其表面溫度升高至不低于所述清洗溶液的沸點的溫度； 在將所述過冷清洗溶液噴灑至所加熱的物品的同時，同時地清洗和干燥所述物品。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物為選自由油和脂肪、外來物質、顆粒、毛刺和它們的組合構成的組的污染物。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗溶液具有對所述污染物的疏油性。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗溶液為包括水和防銹劑的水溶液、或氟化溶劑。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗溶液為具有兩相的氣體-液體介質。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在存在流動控制器件時執(zhí)行噴灑，以便沿排放方向弓I導所述噴灑的清洗溶液的流動。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在移動的傳送機裝置上引導多個物品的同時，所述步驟對于各個移動的物品連續(xù)執(zhí)行。
8.一種用于清洗物品來除去所述物品的表面上的污染物的設備，所述設備按順序包括: 加熱區(qū)域，其包括用于加熱設置在清洗區(qū)域的上游側中的物品的加熱器件，其中所述物品的表面溫度升高到不低于清洗溶液的沸點的所述溫度； 用于清洗所加熱的物品的清洗區(qū)域，其包括用于對著所述物品噴灑過冷溶液的噴灑設備，所述噴灑設備包括用于容納所述過冷溶液的溶液供應槽和與所述溶液供應槽連接的噴灑噴嘴； 其中通過在所述清洗區(qū)域中對著所加熱的物品噴灑所述過冷清洗溶液來同時地執(zhí)行所加熱的物品的清洗和干燥。
9.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述污染物為選自由油和脂肪、外來物質、顆粒、毛刺和它們的組合構成的組的污染物。
10.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述噴灑設備還包括與所述噴灑噴嘴組合的空氣供應器件，以制備具有兩相的氣體-液體介質形式的清洗溶液。
11.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述清洗區(qū)域還包括流動控制器件，其設置在所述物品上使得所述流動控制器件覆蓋所述物品的至少一部分，以及設置在所述物品下方的排放開口，其中所噴灑的清洗溶液流通過所述流動控制器件大致被引導至所述排放開口。
12.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于連續(xù)支承和輸送多個所述物品的傳送機裝置，其中所述傳送機裝置上的多個所述物品按順序地、連續(xù)地或間斷地經由所述加熱區(qū)域引導至所述清洗區(qū)域。
13.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述清洗區(qū)域還包括用于接收所噴灑的清洗溶液的回收槽，所述槽設置在所述清洗區(qū)域的下部部分中。
【文檔編號】B08B3/08GK103464412SQ201310220404
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權日:2012年6月5日
【發(fā)明者】柳川敬太 申請人:株式會社電裝